摘要：膨脹土的遇水膨脹、失水收縮，反復變形的工程性質嚴重威脅了建筑物的安全。膨脹土中摻入適量的水泥，改變其結構，以降低其膨脹性。針對膨脹土中水泥摻量與膨脹率的關系，水泥摻量的檢測，水泥改性土試驗,進行了分析闡述。

　　關鍵詞：降低膨脹性；最大干密度；壓實度超百

　　中圖分類號：U445.4    文獻標識碼：A     文章編號：

　　Abstract: The expansive soil water, water loss in inflation contraction, the engineering properties of the deformation of the repeated seriously threatened the safety of the building. Expansive soil adding appropriate amount of cement, change the structure, and to decrease the expansion. In the expansive soil cement mixed quantity and the relationship between the inflation rate, cement admixture is testing, modified cement soil test, are analyzed in this paper.

　　Key Words: Lower dilatability; Maximum dry density; Compaction degree over the

　　1  引 言

　　膨脹土是在自然地質過程中形成的一種具有多裂隙和顯著脹縮特性的特殊性黏土。其黏粒成分主要由親水性黏土礦物（主要是蒙脫石和伊利石等）組成，具有超固結性、多裂隙性、遇水膨脹、失水收縮開裂且反復變形等特殊工程性質，與一般黏性上顯著不同。由于膨脹土具有多裂隙性以及土體中裂隙的雜亂分布，膨脹土對建筑物產生的變形破壞作用往往伴有長期潛在危險的特點。

　　南水北調中線河南段葉縣4標，膨脹土渠段總長3.38km，其中強膨脹土渠道1.5km，中膨脹土渠段為1.88km，膨脹土挖方總量為：419萬m3，水泥改性土施工總量為：73萬m3。目前水泥改性土已經大范圍施工，特將水泥改性土實驗情況總結如下。

　　2  水泥摻量與自由膨脹率關系試驗

　　水泥改性土是將自由膨脹率不大于65%的膨脹土中，摻入適量的水泥，改變其結構，以降低其膨脹性。為研究水泥摻量與自由膨脹率的關系，選取三種不同膨脹率的土樣，按質量比分別摻入3%～15%的普通硅酸鹽42.5水泥，檢測其膨脹率變化情況。試驗結果如表1所示。

表1        水泥摻量與自由膨脹率試驗成果表

序  號	土樣編號	樁號	取土 深度	摻入不同比例水泥固化后自由膨脹率（δef）
				0%	3%	4%	5%	6%	7%	8%	10%	15%
			m	%
Y0077	12	212+600	2.1	62	46	40	37	32	30	29	28	28
Y0093	20	214+100	1.6	44	33	31	29	27	27	26	24	24
Y0097	21	214+250	1.6	55	40	34	31	30	29	28	27	27

　　實驗結果表明：當按質量比摻入3%～6%的水泥，土料的自由膨脹率降低的幅度較大，當水泥摻量大于7%時，土料的自由膨脹率降低的幅度較小，甚至不在下降。

　　3  水泥改性土試驗

　　3.1 水泥改性土土料來源

　　水泥改性土土料來源為小集料場土料，小集料場可取土約130萬m3，可用取土深度為4m。經過勘察實驗，料場土料為低液限粘土，自由膨脹率檢測絕大部分大于40%，為弱膨脹土。

　　3.2 室內擊實試驗

　　根據水泥摻量與自由膨脹率關系試驗，確定小集土料場土料摻入4%水泥，土料自由膨脹率能降到35%以下，滿足了改性要求。土料分層取樣進行水泥改性土室內輕型擊實試驗。實驗結果如下：

　　最大干密度分布情況如下：

　　小于1.6 g/cm3的1組，1.6～1.65 g/cm3之間17組，1.66～1.69g/cm3之間20組，大于1.7 g/cm3的7組。

　　經分析：小集料場土料水泥改性土填筑碾壓工藝性試驗控制參數定位為：最大干密度1.67 g/cm3，最優含水率為18.9% ，壓實度為0.98，現場控制干密度為1.63 g/cm3。

　　3.3 現場試驗

　　選擇一30×40m的試驗場地。試驗場地經碾壓、灑水處理，檢驗合格后進行了小集土料場4%水泥改性土現場填筑碾壓試驗。

　　（1）主要試驗設備

　　220kw推土機1臺，22t凸塊振動碾1臺，20t自卸車5臺，水準儀1臺，噴霧灑水車1臺。

　　（2）振動碾主要技術參數如表2

表2          振動碾主要技術參數                

型號	工作質量	激振力	振動輪 寬度	振動頻率	振幅	額定功率
LG522A	22t	400/225KN	2440mm	28HZ	1.9/1.0mm	126/2000kw

　　（3）土料的加工拌制

　　1）開采土料的破碎

　　將開采出的土料運至穩定土拌合站場內，在碎土場地，采用碎土機進行碎土，剔除土料內粒徑大于10cm的鈣質結核或軟土，其中10cm～5cm粒徑含量不大于5%，5cm～5㎜粒徑含量不大于50%。碎好的土料經實驗室檢測合格后，采用裝載機攏備用。

　　2）水泥改性土的拌制及運輸

　　拌合添加的土料、水泥重量比例，由試驗室出具配料單，拌合站根據配料單進行攪拌，每5分鐘能拌制水泥改性土約20m3，每小時約200 m3；拌制完成的水泥改性土，取樣通過EDTA滴定試驗，進行均勻性檢測，水泥摻量≥4%，水泥摻量均勻度檢測，標準差σ=0.44，滿足標準差σ≤0.7要求，采用自卸汽車運至試驗場地，進行碾壓實驗。

　　（4）現場碾壓實驗結果

　　碾壓完成后土料取樣檢測最大干密度，90%以上土樣干密度在1.63～1.81 g/cm3之間，大于室內輕型實驗獲得的最大干密度1.67g/cm3。為了驗證實驗數據的真實性，進行了第二次現場碾壓試驗，取樣結果仍是83%以上土樣壓實度超百。

　　3.4 壓實度超過百原因分析

　　首先土場中土樣并不均勻，室內擊實試驗表明絕大部分土樣干密度在1.6～1.7g/cm3之間,1.7 g/cm3以上7組，浮動較大，標準干密度的選取是否具有科學性。經過重復性試驗，進行了對比，結果表明標準干密度的選取是準確的。

　　其次施工過程中碾壓設備采用的是22t振動碾，碾壓4～8遍，而室內采用的輕型擊實試驗，對應的碾壓機具為14t以下的碾壓機具。是否由于壓實功過大，導致壓實度超百現象。

　　為驗證上述情況，選取小集料場1區同一點同組土料，分別進行了輕型擊實試驗和重型擊實試驗進行了對比，結果見表5

輕型重型擊實試驗結果對比表

土樣編號	取土深度	4%水泥改性土
		擊實試驗（輕型）		擊實試驗（重型）
		最優含水率	最大干密度	最優含水率	最大干密度
	H	wOP	ρdmax	wOP	ρdmax
	m	%	g/cm3	%	g/cm3
1	1.0~3.0	18.0	1.71	15.0	1.89
2	1.0~3.0	18.1	1.68	14.9	1.88
3	1.0~3.0	17.8	1.67	14.0	1.85
4	1.0~3.0	18.9	1.66	15.0	1.83
5	1.0~3.0	18.8	1.67	14.6	1.85
6	1.0~3.0	19.0	1.68	14.8	1.85

　　對比結果如下：室內重型擊實試驗最大干密度為1.83～1.89 g/cm3之間，現場碾壓試驗取樣檢測干密度大部分1.6～1.81 g/cm3之間，如采用重型擊實試驗指標控制現場施工，壓實度很難達到98%要求。

　　3.5  現場填筑參數的確定

　　由于輕型擊實和重型擊實試驗得到的標準干密度均不能指導現場施工。因此結合現場實際施工，暫確定填筑干密度γR應滿足：

　　式中：β為設計根據工程需要確定的改性土壓實度

　　γs標準擊實試驗最大干密度

　　γ6最有含水率下20T以上凸塊碾振動碾壓6遍對應的干密度

　　4  結 論

　　（1）膨脹土中摻入水泥能夠降低其膨脹性，自由膨脹率在56～65%之間，水泥摻量在5～6%之間，能將其膨脹率降到40%以下；自由膨脹率在40～55%之間，水泥摻量在3～4%之間，能將其膨脹率降到40%以下。同時自由膨脹率不是隨著水泥摻量的增加直線下降的，而是達到一定范圍后，雖然水泥摻量增加，但自由膨脹率不在下降。

　　（2）輕型擊實和重型擊實試驗得到的標準干密度均不能指導現場施工，如何在室內獲得可以指導現場施工的標準干密度，還需要大量的實驗研究。

　　作者信息：

　　姓名：高紅力、韓洋

　　工作單位：中國水利水電第一工程局有限公司

　　郵編：467233

　　參考文獻：

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　　[2] SL237-1999,土工試驗規程.

　　[3] 馮平喜，路基壓實度超百現象的探討[J].科技情報開發與經濟.2003,13(5).